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油页岩油气作为一种重要的石油补充和替代能源,以其巨大的储量、丰富的综合利用层次,引起了全世界的关注。我国油页岩以地下开采为主,在地下水作用下,油页岩巷道围岩变形速度加剧、变形量增大,蠕变性更加显著,这是制约我国油页岩开采的一大难题。本文以我国重要的油页岩生产基地-吉林桦甸油页岩矿为工程背景,采用实验室实验、理论分析、数值模拟及现场工业试验相结合的方法,对水作用下油页岩力学特性及其在油页岩巷道稳定性分析中的应用等进行了较为系统和深入的研究。论文主要内容和成果如下:(1)以吉林桦甸油页岩矿为工程背景,现场取油页岩岩样,进行自然状态下油页岩常规三轴压缩实验、油页岩真三轴压缩实验、油页岩三轴蠕变实验,探讨油页岩瞬态变性特征及破坏特征,分析中间应力对油页岩岩石变形破坏的影响,分析油页岩蠕变特性及影响因素,探讨油页岩蠕变机理,并为与含水状态下的岩石力学特性对比作准备;(2)研究水对油页岩力学特性的影响。开展不同含水状态下油页岩单轴、三轴压缩实验、不同含水状态和不同孔隙压力下的油页岩三轴蠕变实验,探讨不同含水率及不同水压力对油页岩力学特性的影响;(3)基于油页岩基本力学特性、油页岩蠕变特性分析,以Burger模型为基础,将Burger模型与一种符合Mohr-Coulomb塑性流动规律的塑性元件串联,建立改进的Burger模型,即cvisc模型。以蠕变实验结果为基础,利用非线性最小二乘法,分析cvisc模型中蠕变参数随时间、应力及含水率的变化规律,建立蠕变参数随时间、应力和含水率变化关系式,进而建立考虑参数变化的非线性蠕变方程;(4)将蠕变方程与流固耦合方程联立,建立考虑时效性的渗流-蠕变耦合力学模型,利用FLAC3D软件良好的二次开发环境进行了模型的程序二次开发研究,对所建立数学模型进行了数值求解,模拟了水作用下油页岩巷道蠕变变形特征及其蠕变控制效果;(5)在理论分析、实验室实验、数值模拟的基础上,提出以自钻注浆锚杆为核心耦合支护方案。以吉林桦甸油页岩矿一井运输大巷为巷道围岩控制实验段,进行现场工业实验。结果表明,以自钻注浆锚杆为核心的耦合支护方案对水作用下油页岩巷道稳定性控制效果明显,为极软岩石巷道围岩变形控制提供实践经验。